Parní turbíny jsou základní zařízení při přeměně tepelné energie páry na mechanickou nebo elektrickou energii. Hraje důležitou roli při výrobě elektřiny v termoelektrických a jaderných elektrárnách. Mnoho lidí však neví, co je parní turbína nebo jaké jsou její části.
Proto vám tento článek věnujeme Co je to parní turbína a jaké jsou její hlavní části.
Co je to parní turbína
Parní turbína je stroj, který přeměňuje energii vysokotlaké páry na rotační mechanickou energii. Tento proces se provádí expanzí páry prostřednictvím řady lopatek (nebo lopatek) namontovaných na rotoru, které generují rotační pohyb.
Provoz parní turbíny je založen na termodynamických principech. Nejprve se pára vyrábí v kotli, kde se voda ohřívá na páru při vysokém tlaku a teplotě. Tato pára je pak směrována do turbíny, kde prochází stupni pevných a pohyblivých lopatek, které přesměrovávají a přeměňují energii páry na mechanickou práci.
Části parní turbíny
Parní turbína se skládá z několika hlavních částí, z nichž každá má specifickou funkci, která zajišťuje její efektivní provoz. Ačkoli existuje mnoho typů turbín, všechny mají některé hlavní součásti.
- Skříň (tělo turbíny): Je to vnější struktura, která uzavírá a chrání vnitřní komponenty. Slouží také k zadržování páry a jejímu nasměrování do správných oblastí v turbíně. Pouzdro je navrženo tak, aby vydrželo vysoké tlaky a teploty.
- Rotor: Je to hlavní hřídel turbíny, na kterou jsou namontovány pohyblivé lopatky. Rotor se otáčí, jak pára proudí lopatkami a přeměňuje energii páry na rotační pohyb.
- Čepele nebo čepele: Existují pevné lopatky, které jsou připevněny k plášti a přesměrovávají tok páry směrem k pohyblivým lopatkám, a pohyblivé lopatky, které jsou namontovány na rotoru a jsou těmi, které přijímají přímý tah páry, vytvářející rotační hnutí.
- Ložiska: Jsou to mechanické prvky, které podpírají rotor a umožňují mu plynulé a stabilní otáčení. Jsou zde opěrná ložiska a axiální ložiska, která zajišťují axiální polohu rotoru a minimalizují tření.
- Parní těsnění: Zabraňují úniku vysokotlaké páry z turbíny spárami mezi rotorem a skříní. Tím je zajištěno efektivní využití energie páry.
- Regulační ventily: Regulují průtok a tlak páry vstupující do turbíny. Tyto ventily umožňují upravit generovaný výkon podle požadavků systému.
- Kondenzátor: Přestože kondenzátor není přímou součástí turbíny, hraje důležitou roli při chlazení páry poté, co projde turbínou, a přemění ji zpět na vodu pro recirkulaci do systému.
- Mazací systémy: Zajišťují hladký chod pohyblivých částí turbíny, jako je rotor a ložiska, bez nadměrného opotřebení.
- Systém odsávání vzduchu: V kondenzačních turbínách tento systém eliminuje vzduch a nekondenzovatelné plyny, které by mohly snížit účinnost procesu.
K čemu je parní turbína?
Parní turbíny mají širokou škálu aplikací díky své schopnosti efektivně přeměňovat energii páry na mechanickou nebo elektrickou energii. Hlavním účelem parní turbíny je přeměna tepelné energie páry na rotační mechanickou energii. Tuto mechanickou energii lze využít dvěma hlavními způsoby:
- K výrobě elektrické energie
- Přímo dodávat mechanickou energii
Ve většině elektráren je parní turbína napojena na elektrický generátor. Rotační pohyb rotoru turbíny je přenášen na generátor, který přeměňuje tuto mechanickou energii na elektřinu. Jedná se o nejběžnější použití parních turbín na světě.
V určitých průmyslových procesech se parní turbíny používají přímo k pohonu strojů, jako jsou čerpadla, kompresory nebo pohonné systémy. To eliminuje potřebu přeměny energie na elektřinu, což je pro specifické aplikace efektivnější.
Oblasti použití parních turbín
Parní turbíny se používají v mnoha průmyslových oblastech, protože jsou základním prvkem pro výrobu elektřiny. Podívejme se na některé z nejpoužívanějších oblastí:
- Termoelektrárny: Používají fosilní paliva (uhlí, zemní plyn nebo ropu) k ohřevu vody a výrobě páry. Pára je zodpovědná za pohon turbíny a vyrábí elektřinu.
- jaderné elektrárny: V těchto zařízeních pochází teplo potřebné k výrobě páry z jaderných reakcí v reaktoru. Parní turbína je spojovacím článkem mezi jadernou energií a výrobou elektřiny.
- Geotermální rostliny: Využívají přirozené páry uvnitř Země k pohybu turbín a vyrábějí elektřinu udržitelným způsobem.
- Průmyslové procesy: V chemickém, petrochemickém a rafinérském průmyslu pohánějí parní turbíny kompresory a čerpadla, které jsou nezbytné v procesech, jako je destilace, chlazení a komprese plynu.
- Výroba papíru: Parní turbíny se používají v papírnách k pohonu těžkých strojů a výrobě tepla potřebného k sušení papíru.
- Pohon lodi: V minulosti byly parní turbíny běžné na velkých plavidlech, včetně křižníků a vojenských lodí, protože nabízely výkon a spolehlivost. Přestože byly částečně nahrazeny dieselovými motory, v některých případech se stále používají.
- Kogenerace: V zařízeních, kde je potřeba současně elektřina a teplo, umožňují parní turbíny využít zbytkovou tepelnou energii procesu pro vytápění nebo průmyslové procesy.
- Obnovitelná energie: V solárních tepelných elektrárnách zrcadla koncentrují sluneční světlo k ohřevu tekutiny, která vytváří páru, která pohání turbínu.
Jak vidíte, parní turbína je jedním z nejdůležitějších prvků při výrobě elektrické energie v mnoha průmyslových oblastech. Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, co je parní turbína, k čemu slouží a jaké jsou její hlavní části.